№8 Разливка стали.

Существуют два способа разливки: в изложницы и в кристаллизатор на установках непрерывной разливки. Изложницы представляют чугунные или реже стальные формы. Для облегчения выемки слитка их делают конусными. Поперечное сечение изложниц для слитков, идущих на прокатку, —квадратное или прямоугольное, для слитков под ковку — многоугольное или круглое.

Изложницы заполняют сталью сверху или снизу. Для получения многих мелких слитков применяют сифонную разливку в изложницы с открытым дном, установленные на поддоне. При этом из ковша струю металла направляют в центральный литник, от ко­торого металл по каналам подводится к изложницам и снизу плавно, без разбрызгивания их заполняет, благодаря чему слитки получаются с относительно чистой поверхностью. Заполнение сверху производится в изложницу с глухим дном, поэтому слиток полу­чается более плотным, чем при сифонной разливке, так как сталь поступает сверху и лучше «питает» слиток, но металл разбрызгивается и поверхность слитка получается более шероховатой. Разливкой сверху получают преимущественно крупные слитки массой до 20 т для прокатки и в некоторых случаях до 300 т и более для специальных поковок.

№9 Строение металлов.

Вещества в твердом состоянии имеют кристаллическое или аморфное строение.

Подавляющее большинство минералов, все металлы и сплавы имеют кристаллическое строение. Эти вещества при нагреве остаются в твердом состоянии и переходит в жидкое при определенной тем­пературе.

Кристаллические зерна неопределенной формы не похожи на ти­пичные кристаллы—многогранники, поэтому их называют кри­сталлитами или гранулами. Однако строение кристаллитов столь же закономерно, как настроение развитых кристаллов. Металлическое состояние характеризуется сближением атомов и наличием в комплексе атомов неустой­чивых внешних электронов, утративших связь с определенными атомами и свободно передвигающихся между образовавшимися положительными ионами. Это определяет электрические, магнитные и тепловые свойства кристаллов. Это же приводит к упорядочению связи в системе положительных ионов, к образованию так называе­мой металлической связи, характеризующейся расположением ато­мов (ионов) по геометрически правильным построениям, внутри которых наблюдается периодическая повторяемость фигур в трех измерениях. Такие построения называют кристаллическими решетками, а пространственные фигуры, определяемые минимальным числом атомов (ионов) и позволяющие путем переноса этих фигур в трех измерениях получить кристаллическую решетку, называют элементарной ячейкой. Многие важнейшие металлы имеют решетки, расположение атомов в элементарных ячейках которых представляет форму центрированного куба (α- и β-железо, α-титан, хром, молибден, вольфрам, ванадий), куба с центрированными гранями (γ-железо, алюминий, медь, никель, свинец, β-кобальт) или гекса­гональную как у шестигранной призмы, ячейку (магний, цинк, α-кобальт).

№10 Строение реальных кристаллов.

Реально структура кристаллов отличается от приведенных иде­альных схем, в них имеются дефекты. Точечными, нуль-мерными (по протяженности), дефектами являются пустые узлы, или вакансии и межузельные атомы; число этих дефектов возрастает с повышением температуры. Важнейшими линейными (одномерными) дефектами являются дислокации (краевые и винто­вые), представляющие как бы сдвиг части кристаллической решетки. Поверхностные (двухмерные) дефекты определяются наличием субзерен или блоков внутри кристалла, а также различной ориентацией кристаллических реше­ток зерен. По границам зерен решетка одного кри­сталла переходит в решетку другого, здесь нарушена симметрия рас­положения атомов. Дефекты кристаллов оказывают существенное влияние на механические, физические, химические и технологические свойства металлов. При испытании различных образцов из кри­сталла меди относительное удлинение изменяется от 10 до 55 %, а предел прочности —от 140 до 350 МПа. Это свойство кристаллов называют анизотропностью.

Аллотропия металлов (или полиморфизм)— свойство перестраивать решетку при определенных температурах в процессе нагрева и охлаждения — присуща многим металлам (железу, марганцу, никелю, олову, титану, ванадию и др.).